之前也寫過一篇關于Spring Validation使用的文章，不過自我感覺還是浮于表面，本次打算徹底搞懂Spring Validation。本文會詳細介紹Spring Validation各種場景下的最佳實踐及其實現原理，死磕到底！

項目源碼：https://github.com/chentianming11/spring-validation

簡單使用

Java API規范(JSR303)定義了Bean校驗的標準validation-api，但沒有提供實現。hibernate validation是對這個規范的實現，并增加了校驗注解如@Email、@Length等。

Spring Validation是對hibernate validation的二次封裝，用于支持spring mvc參數自動校驗。接下來，我們以spring-boot項目為例，介紹Spring Validation的使用。

引入依賴

如果spring-boot版本小于2.3.x，spring-boot-starter-web會自動傳入hibernate-validator依賴。如果spring-boot版本大于2.3.x，則需要手動引入依賴：

<dependency>
<groupId>org.hibernategroupId>
<artifactId>hibernate-validatorartifactId>
<version>6.0.1.Finalversion>
dependency>

對于web服務來說，為防止非法參數對業務造成影響，在Controller層一定要做參數校驗的！大部分情況下，請求參數分為如下兩種形式：

• POST、PUT請求，使用requestBody傳遞參數；
• GET請求，使用requestParam/PathVariable傳遞參數。

下面我們簡單介紹下requestBody和requestParam/PathVariable的參數校驗實戰！

requestBody參數校驗

POST、PUT請求一般會使用requestBody傳遞參數，這種情況下，后端使用DTO對象進行接收。只要給DTO對象加上@Validated注解就能實現自動參數校驗。比如，有一個保存User的接口，要求userName長度是2-10，account和password字段長度是6-20。

如果校驗失敗，會拋出MethodArgumentNotValidException異常，Spring默認會將其轉為400（Bad Request）請求。

DTO表示數據傳輸對象（Data Transfer Object），用于服務器和客戶端之間交互傳輸使用的。在spring-web項目中可以表示用于接收請求參數的Bean對象。

在DTO字段上聲明約束注解

@Data
publicclassUserDTO{

privateLonguserId;

@NotNull
@Length(min=2,max=10)
privateStringuserName;

@NotNull
@Length(min=6,max=20)
privateStringaccount;

@NotNull
@Length(min=6,max=20)
privateStringpassword;
}

在方法參數上聲明校驗注解

@PostMapping("/save")
publicResultsaveUser(@RequestBody@ValidatedUserDTOuserDTO){
//校驗通過，才會執行業務邏輯處理
returnResult.ok();
}

這種情況下，使用@Valid和@Validated都可以。

requestParam/PathVariable參數校驗

GET請求一般會使用requestParam/PathVariable傳參。如果參數比較多(比如超過6個)，還是推薦使用DTO對象接收。

否則，推薦將一個個參數平鋪到方法入參中。在這種情況下，必須在Controller類上標注@Validated注解，并在入參上聲明約束注解(如@Min等)。如果校驗失敗，會拋出ConstraintViolationException異常。

代碼示例如下：

@RequestMapping("/api/user")
@RestController
@Validated
publicclassUserController{
//路徑變量
@GetMapping("{userId}")
publicResultdetail(@PathVariable("userId")@Min(10000000000000000L)LonguserId){
//校驗通過，才會執行業務邏輯處理
UserDTOuserDTO=newUserDTO();
userDTO.setUserId(userId);
userDTO.setAccount("11111111111111111");
userDTO.setUserName("xixi");
userDTO.setAccount("11111111111111111");
returnResult.ok(userDTO);
}

//查詢參數
@GetMapping("getByAccount")
publicResultgetByAccount(@Length(min=6,max=20)@NotNullStringaccount){
//校驗通過，才會執行業務邏輯處理
UserDTOuserDTO=newUserDTO();
userDTO.setUserId(10000000000000003L);
userDTO.setAccount(account);
userDTO.setUserName("xixi");
userDTO.setAccount("11111111111111111");
returnResult.ok(userDTO);
}
}

統一異常處理

前面說過，如果校驗失敗，會拋出MethodArgumentNotValidException或者ConstraintViolationException異常。在實際項目開發中，通常會用統一異常處理來返回一個更友好的提示。

比如我們系統要求無論發送什么異常，http的狀態碼必須返回200，由業務碼去區分系統的異常情況。

@RestControllerAdvice
publicclassCommonExceptionHandler{

@ExceptionHandler({MethodArgumentNotValidException.class})
@ResponseStatus(HttpStatus.OK)
@ResponseBody
publicResulthandleMethodArgumentNotValidException(MethodArgumentNotValidExceptionex){
BindingResultbindingResult=ex.getBindingResult();
StringBuildersb=newStringBuilder("校驗失敗:");
for(FieldErrorfieldError:bindingResult.getFieldErrors()){
sb.append(fieldError.getField()).append("：").append(fieldError.getDefaultMessage()).append(",");
}
Stringmsg=sb.toString();
returnResult.fail(BusinessCode.參數校驗失敗,msg);
}

@ExceptionHandler({ConstraintViolationException.class})
@ResponseStatus(HttpStatus.OK)
@ResponseBody
publicResulthandleConstraintViolationException(ConstraintViolationExceptionex){
returnResult.fail(BusinessCode.參數校驗失敗,ex.getMessage());
}
}

進階使用

分組校驗

在實際項目中，可能多個方法需要使用同一個DTO類來接收參數，而不同方法的校驗規則很可能是不一樣的。這個時候，簡單地在DTO類的字段上加約束注解無法解決這個問題。因此，spring-validation支持了分組校驗的功能，專門用來解決這類問題。

還是上面的例子，比如保存User的時候，UserId是可空的，但是更新User的時候，UserId的值必須>=10000000000000000L；其它字段的校驗規則在兩種情況下一樣。這個時候使用分組校驗的代碼示例如下：

約束注解上聲明適用的分組信息groups

@Data
publicclassUserDTO{

@Min(value=10000000000000000L,groups=Update.class)
privateLonguserId;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Length(min=2,max=10,groups={Save.class,Update.class})
privateStringuserName;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Length(min=6,max=20,groups={Save.class,Update.class})
privateStringaccount;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Length(min=6,max=20,groups={Save.class,Update.class})
privateStringpassword;

/**
*保存的時候校驗分組
*/
publicinterfaceSave{
}

/**
*更新的時候校驗分組
*/
publicinterfaceUpdate{
}
}

@Validated注解上指定校驗分組

@PostMapping("/save")
publicResultsaveUser(@RequestBody@Validated(UserDTO.Save.class)UserDTOuserDTO){
//校驗通過，才會執行業務邏輯處理
returnResult.ok();
}

@PostMapping("/update")
publicResultupdateUser(@RequestBody@Validated(UserDTO.Update.class)UserDTOuserDTO){
//校驗通過，才會執行業務邏輯處理
returnResult.ok();
}

嵌套校驗

前面的示例中，DTO類里面的字段都是基本數據類型和String類型。但是實際場景中，有可能某個字段也是一個對象，這種情況先，可以使用嵌套校驗。

比如，上面保存User信息的時候同時還帶有Job信息。需要注意的是，此時DTO類的對應字段必須標記@Valid注解。

@Data
publicclassUserDTO{

@Min(value=10000000000000000L,groups=Update.class)
privateLonguserId;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Length(min=2,max=10,groups={Save.class,Update.class})
privateStringuserName;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Length(min=6,max=20,groups={Save.class,Update.class})
privateStringaccount;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Length(min=6,max=20,groups={Save.class,Update.class})
privateStringpassword;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Valid
privateJobjob;

@Data
publicstaticclassJob{

@Min(value=1,groups=Update.class)
privateLongjobId;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Length(min=2,max=10,groups={Save.class,Update.class})
privateStringjobName;

@NotNull(groups={Save.class,Update.class})
@Length(min=2,max=10,groups={Save.class,Update.class})
privateStringposition;
}

/**
*保存的時候校驗分組
*/
publicinterfaceSave{
}

/**
*更新的時候校驗分組
*/
publicinterfaceUpdate{
}
}

嵌套校驗可以結合分組校驗一起使用。還有就是嵌套集合校驗會對集合里面的每一項都進行校驗，例如List字段會對這個list里面的每一個Job對象都進行校驗

集合校驗

如果請求體直接傳遞了json數組給后臺，并希望對數組中的每一項都進行參數校驗。此時，如果我們直接使用java.util.Collection下的list或者set來接收數據，參數校驗并不會生效！我們可以使用自定義list集合來接收參數：

包裝List類型，并聲明@Valid注解

publicclassValidationList<E>implementsList<E>{

@Delegate//@Delegate是lombok注解
@Valid//一定要加@Valid注解
publicListlist=newArrayList<>();

//一定要記得重寫toString方法
@Override
publicStringtoString(){
returnlist.toString();
}
}

@Delegate注解受lombok版本限制，1.18.6以上版本可支持。如果校驗不通過，會拋出NotReadablePropertyException，同樣可以使用統一異常進行處理。

比如，我們需要一次性保存多個User對象，Controller層的方法可以這么寫：

@PostMapping("/saveList")
publicResultsaveList(@RequestBody@Validated(UserDTO.Save.class)ValidationListuserList){
//校驗通過，才會執行業務邏輯處理
returnResult.ok();
}

自定義校驗

業務需求總是比框架提供的這些簡單校驗要復雜的多，我們可以自定義校驗來滿足我們的需求。

自定義spring validation非常簡單，假設我們自定義加密id（由數字或者a-f的字母組成，32-256長度）校驗，主要分為兩步：

自定義約束注解

@Target({METHOD,FIELD,ANNOTATION_TYPE,CONSTRUCTOR,PARAMETER})
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@Constraint(validatedBy={EncryptIdValidator.class})
public@interfaceEncryptId{

//默認錯誤消息
Stringmessage()default"加密id格式錯誤";

//分組
Class[]groups()default{};

//負載
Class[]payload()default{};
}

實現ConstraintValidator接口編寫約束校驗器

publicclassEncryptIdValidatorimplementsConstraintValidator<EncryptId,String>{

privatestaticfinalPatternPATTERN=Pattern.compile("^[a-f\d]{32,256}$");

@Override
publicbooleanisValid(Stringvalue,ConstraintValidatorContextcontext){
//不為null才進行校驗
if(value!=null){
Matchermatcher=PATTERN.matcher(value);
returnmatcher.find();
}
returntrue;
}
}

這樣我們就可以使用@EncryptId進行參數校驗了！

編程式校驗

上面的示例都是基于注解來實現自動校驗的，在某些情況下，我們可能希望以編程方式調用驗證。這個時候可以注入javax.validation.Validator對象，然后再調用其api。

@Autowired
privatejavax.validation.ValidatorglobalValidator;

//編程式校驗
@PostMapping("/saveWithCodingValidate")
publicResultsaveWithCodingValidate(@RequestBodyUserDTOuserDTO){
Set>validate=globalValidator.validate(userDTO,UserDTO.Save.class);
//如果校驗通過，validate為空；否則，validate包含未校驗通過項
if(validate.isEmpty()){
//校驗通過，才會執行業務邏輯處理

}else{
for(ConstraintViolationuserDTOConstraintViolation:validate){
//校驗失敗，做其它邏輯
System.out.println(userDTOConstraintViolation);
}
}
returnResult.ok();
}

快速失敗(Fail Fast)

Spring Validation默認會校驗完所有字段，然后才拋出異常。可以通過一些簡單的配置，開啟Fali Fast模式，一旦校驗失敗就立即返回。

@Bean
publicValidatorvalidator(){
ValidatorFactoryvalidatorFactory=Validation.byProvider(HibernateValidator.class)
.configure()
//快速失敗模式
.failFast(true)
.buildValidatorFactory();
returnvalidatorFactory.getValidator();
}

@Valid和@Validated區別

實現原理

requestBody參數校驗實現原理

在spring-mvc中，RequestResponseBodyMethodProcessor是用于解析@RequestBody標注的參數以及處理@ResponseBody標注方法的返回值的。顯然，執行參數校驗的邏輯肯定就在解析參數的方法resolveArgument()中：

publicclassRequestResponseBodyMethodProcessorextendsAbstractMessageConverterMethodProcessor{
@Override
publicObjectresolveArgument(MethodParameterparameter,@NullableModelAndViewContainermavContainer,
NativeWebRequestwebRequest,@NullableWebDataBinderFactorybinderFactory)throwsException{

parameter=parameter.nestedIfOptional();
//將請求數據封裝到DTO對象中
Objectarg=readWithMessageConverters(webRequest,parameter,parameter.getNestedGenericParameterType());
Stringname=Conventions.getVariableNameForParameter(parameter);

if(binderFactory!=null){
WebDataBinderbinder=binderFactory.createBinder(webRequest,arg,name);
if(arg!=null){
//執行數據校驗
validateIfApplicable(binder,parameter);
if(binder.getBindingResult().hasErrors()&&isBindExceptionRequired(binder,parameter)){
thrownewMethodArgumentNotValidException(parameter,binder.getBindingResult());
}
}
if(mavContainer!=null){
mavContainer.addAttribute(BindingResult.MODEL_KEY_PREFIX+name,binder.getBindingResult());
}
}
returnadaptArgumentIfNecessary(arg,parameter);
}
}

可以看到，resolveArgument()調用了validateIfApplicable()進行參數校驗。

protectedvoidvalidateIfApplicable(WebDataBinderbinder,MethodParameterparameter){
//獲取參數注解，比如@RequestBody、@Valid、@Validated
Annotation[]annotations=parameter.getParameterAnnotations();
for(Annotationann:annotations){
//先嘗試獲取@Validated注解
ValidatedvalidatedAnn=AnnotationUtils.getAnnotation(ann,Validated.class);
//如果直接標注了@Validated，那么直接開啟校驗。
//如果沒有，那么判斷參數前是否有Valid起頭的注解。
if(validatedAnn!=null||ann.annotationType().getSimpleName().startsWith("Valid")){
Objecthints=(validatedAnn!=null?validatedAnn.value():AnnotationUtils.getValue(ann));
Object[]validationHints=(hintsinstanceofObject[]?(Object[])hints:newObject[]{hints});
//執行校驗
binder.validate(validationHints);
break;
}
}
}

看到這里，大家應該能明白為什么這種場景下@Validated、@Valid兩個注解可以混用。我們接下來繼續看WebDataBinder.validate()實現。

@Override
publicvoidvalidate(Objecttarget,Errorserrors,Object...validationHints){
if(this.targetValidator!=null){
processConstraintViolations(
//此處調用HibernateValidator執行真正的校驗
this.targetValidator.validate(target,asValidationGroups(validationHints)),errors);
}
}

最終發現底層最終還是調用了Hibernate Validator進行真正的校驗處理。

方法級別的參數校驗實現原理

上面提到的將參數一個個平鋪到方法參數中，然后在每個參數前面聲明約束注解的校驗方式，就是方法級別的參數校驗。

實際上，這種方式可用于任何Spring Bean的方法上，比如Controller/Service等。其底層實現原理就是AOP，具體來說是通過MethodValidationPostProcessor動態注冊AOP切面，然后使用MethodValidationInterceptor對切點方法織入增強。

publicclassMethodValidationPostProcessorextendsAbstractBeanFactoryAwareAdvisingPostProcessorimplementsInitializingBean{
@Override
publicvoidafterPropertiesSet(){
//為所有`@Validated`標注的Bean創建切面
Pointcutpointcut=newAnnotationMatchingPointcut(this.validatedAnnotationType,true);
//創建Advisor進行增強
this.advisor=newDefaultPointcutAdvisor(pointcut,createMethodValidationAdvice(this.validator));
}

//創建Advice，本質就是一個方法攔截器
protectedAdvicecreateMethodValidationAdvice(@NullableValidatorvalidator){
return(validator!=null?newMethodValidationInterceptor(validator):newMethodValidationInterceptor());
}
}

接著看一下MethodValidationInterceptor：

publicclassMethodValidationInterceptorimplementsMethodInterceptor{
@Override
publicObjectinvoke(MethodInvocationinvocation)throwsThrowable{
//無需增強的方法，直接跳過
if(isFactoryBeanMetadataMethod(invocation.getMethod())){
returninvocation.proceed();
}
//獲取分組信息
Class[]groups=determineValidationGroups(invocation);
ExecutableValidatorexecVal=this.validator.forExecutables();
MethodmethodToValidate=invocation.getMethod();
Set>result;
try{
//方法入參校驗，最終還是委托給HibernateValidator來校驗
result=execVal.validateParameters(
invocation.getThis(),methodToValidate,invocation.getArguments(),groups);
}
catch(IllegalArgumentExceptionex){
...
}
//有異常直接拋出
if(!result.isEmpty()){
thrownewConstraintViolationException(result);
}
//真正的方法調用
ObjectreturnValue=invocation.proceed();
//對返回值做校驗，最終還是委托給HibernateValidator來校驗
result=execVal.validateReturnValue(invocation.getThis(),methodToValidate,returnValue,groups);
//有異常直接拋出
if(!result.isEmpty()){
thrownewConstraintViolationException(result);
}
returnreturnValue;
}
}

實際上，不管是requestBody參數校驗還是方法級別的校驗，最終都是調用Hibernate Validator執行校驗，Spring Validation只是做了一層封裝。